JP2004044444A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化触媒１２の劣化状態によらず、排気エミッションの悪化を防止する。
【解決手段】触媒９上流側の空燃比センサ２５の信号に基づいて燃料噴射弁７による燃料噴射量に対する空燃比フィードバック補正係数（ＡＬＰＨＡ）を演算する。また、触媒９下流側の空燃比センサ２６の信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数に対する補正値（ＰＨＯＳ）を演算する。そして、下流側空燃比センサ２６の信号のリッチ・リーンの反転周期が一定となるように、前記補正値（ＰＨＯＳ）演算用のゲイン（ΔＩ）を補正する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の空燃比制御装置の従来例として、次のようなものがある（特開平２−３０９１５号公報参照）。
すなわち、機関の排気通路に配置される排気浄化触媒の上流側及び下流側にそれぞれ空燃比センサを設けている。そして、上流側空燃比センサの信号に基づいて、空燃比が目標空燃比（理論空燃比）になるように空燃比フィードバック補正係数を演算し、機関への燃料供給量を空燃比フィードバック補正係数により補正することで空燃比を制御するようにしている。また、下流側空燃比センサの信号に基づいて、上流側空燃比センサのばらつきや劣化による制御空燃比のシフトを補正することにより、空燃比が常に最適値になるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の技術は、下流側空燃比センサがリッチ検出とリーン検出とを繰り返すことが前提となるが、リッチ・リーンの反転周期は排気浄化触媒の劣化度合により変化する。すなわち、触媒が劣化していない状態（例えば新品状態）では、触媒のＯ２（酸素）ストレージ機能により、リッチ・リーンの反転周期が比較的長いが、触媒が劣化した状態（例えば長距離走行後）では、Ｏ２ストレージ機能の低下により、リッチ・リーンの反転周期が短くなる。
【０００４】
また、この反転周期は、排気エミッションとも密接な関係にある。すなわち、反転する毎にリッチ、リーンを繰り返し、リッチのときはＣＯ及びＨＣの排出量が増加し、リーンのときはＮＯｘの排出量が増加することになるので、反転周期が短くなるほど、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの排出量が増加して、排気エミッションが悪化する。
【０００５】
従って、触媒が劣化していない状態でリッチ・リーンの反転周期を比較的短く設定して、制御空燃比補正の精度を上げようとすると、触媒が劣化した状態でリッチ・リーンの反転周期が極端に短くなり、排気エミッションの悪化を招いてしまう。
本発明の課題は、従来の技術において、触媒の劣化状態と関係なく、下流側空燃比センサによるフィードバックを実施する構成のため、触媒劣化後に排気エミッションの悪化を招いているという問題を解消することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、下流側空燃比センサの信号に基づいて機関への燃料供給量に対する補正値を演算して制御する場合に、下流側空燃比センサの信号のリッチ・リーンの反転周期が一定となるように、前記補正値算出用のゲインを補正する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、触媒の劣化状態によらず、下流側空燃比センサの信号のリッチ・リーンの反転周期が一定となるように制御されるので、排気エミッションの悪化を防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す内燃機関（以下エンジンという）のシステム図である。
エンジン１の各気筒の燃焼室２には、エアクリーナ３から、吸気通路４によりスロットル弁５、マニホールド部６を経て空気が吸入される。マニホールド部６（又は燃焼室２）には、各気筒毎に燃料噴射弁７が設けられている。
【０００９】
燃料噴射弁７は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）であって、後述するエンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという）２０からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を噴射供給する。従って、駆動パルス信号のパルス幅により燃料噴射量が制御される。
【００１０】
エンジン１の各燃焼室２には点火栓８が設けられており、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。
エンジン１の各燃焼室２からの排気は、排気通路９へ排出される。また、排気の一部はＥＧＲ通路１０によりＥＧＲ弁１１を介して吸気系へ還流される。
一方、排気通路９には、排気浄化触媒１２が設けられている。排気浄化触媒１２としては、通常、排気中のＣＯ、ＨＣの酸化とＮＯｘの還元とを行う三元触媒を用いる。
【００１１】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、後述のごとく演算処理して、燃料噴射弁７の作動を制御する。
前記各種センサとしては、エンジン１のクランク軸又はカム軸回転よりクランク角度と共にエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ２１、吸気通路４にて吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２２、スロットル弁５の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２３、エンジン１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２４が設けられている。
【００１２】
また、排気通路９の排気浄化触媒１２の上流側及び下流側には、それぞれ、排気中の酸素濃度に感応して、排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力する空燃比センサ２５、２６が設けられている。尚、空燃比センサ２５、２６としては、ストイキ空燃比を境として出力が変化するタイプのものでもよいし、空燃比を広域でリニアに検出できるタイプのものでもよい。
【００１３】
ここにおいて、ＥＣＵ２０は、前記各種センサからの信号を入力しつつ、後述する図２〜図５のフローチャートに従って、燃料噴射弁７による燃料噴射量を制御することで、空燃比を制御する。
図２は燃料噴射量（Ｔｉ）演算ルーチンを示し、所定時間毎に又はエンジン回転に同期して実行される。
【００１４】
Ｓ１では、エアフローメータ２２からの信号によって検出された吸入空気流量Ｑａとクランク角センサ２１からの信号によって算出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、単位回転当たりのシリンダ吸入空気量に対応するストイキ相当の基本燃料噴射量Ｔｐを次式により演算する。
Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ　　　但し、Ｋは定数。
【００１５】
Ｓ２では、エンジン運転状態（エンジン回転数及び負荷）に基づいて、燃空比補正係数ＴＦＢＹＡを設定する。ここで、目標空燃比をストイキとする場合は、ＴＦＢＹＡ＝１に設定する。
Ｓ３では、後述する図３の空燃比フィードバック補正係数（ＡＬＰＨＡ）演算ルーチンにより演算されている空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを読込む。
【００１６】
Ｓ４では、基本燃料噴射量Ｔｐに燃空比補正係数ＴＦＢＹＡ及び空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを乗じて、最終的な燃料噴射量Ｔｉを次式により演算する。
Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×ＡＬＰＨＡ
尚、実際には、水温補正、過渡補正、電圧補正など、各種補正が加わるが、ここでは省略した。
【００１７】
このようにして、燃料噴射量Ｔｉが演算されると、エンジン回転同期の所定の燃料噴射タイミングにて、燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁７に与えられて燃料噴射が行われる。
図３は空燃比フィードバック補正係数（ＡＬＰＨＡ）演算ルーチンを示し、所定時間毎に実行される。本ルーチンが空燃比フィードバック補正係数演算手段に相当する。
【００１８】
Ｓ１１では、上流側空燃比センサ２５の出力電圧Ｖ１を読込んで、ストイキ相当のスライスレベル電圧ＳＬと比較し、Ｖ１＜ＳＬの場合は上流側リーンと判定してＳ１２へ進み、Ｖ１＞ＳＬの場合は上流側リッチと判定してＳ１６へ進む。
〔上流側リーンの場合〕
Ｓ１２では、リッチからリーンへの反転直後か否かを判定し、反転直後の場合は比例制御（実際はステップ制御）のためＳ１３へ進む。
【００１９】
Ｓ１３では、後述する図４のステップ分補正値（ＰＨＯＳ）演算ルーチンにより演算されているステップ分補正値ＰＨＯＳを読込む。
次のＳ１４では、現在の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡに、所定のステップ分Ｐ、ここでは特にステップ分Ｐにステップ分補正値ＰＨＯＳを加算補正した値（Ｐ＋ＰＨＯＳ）を加算して、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを次式のごとく増大側に更新し、本ルーチンを終了する。
【００２０】
ＡＬＰＨＡ＝ＡＬＰＨＡ＋（Ｐ＋ＰＨＯＳ）
上流側リーンであるが、反転直後でない場合は、Ｓ１２から、積分制御のためＳ１５へ進む。
Ｓ１５では、現在の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡに、所定の積分分Ｉ（＜＜Ｐ）を加算して、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを微小量増大側に更新し（ＡＬＰＨＡ＝ＡＬＰＨＡ＋Ｉ）、本ルーチンを終了する。
【００２１】
〔上流側リッチの場合〕
Ｓ１６では、リーンからリッチへの反転直後か否かを判定し、反転直後の場合は比例制御（実際はステップ制御）のためＳ１７へ進む。
Ｓ１７では、後述する図４のステップ分補正値（ＰＨＯＳ）演算ルーチンにより演算されているステップ分補正値ＰＨＯＳを読込む。
【００２２】
次のＳ１８では、現在の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡから、所定のステップ分Ｐ、ここでは特にステップ分Ｐからステップ分補正値ＰＨＯＳを減算補正した値（Ｐ−ＰＨＯＳ）を減算して、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを次式のごとく減少側に更新し、本ルーチンを終了する。
ＡＬＰＨＡ＝ＡＬＰＨＡ−（Ｐ−ＰＨＯＳ）
上流側リッチであるが、反転直後でない場合は、Ｓ１６から、積分制御のためＳ１９へ進む。
【００２３】
Ｓ１９では、現在の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡから、所定の積分分Ｉ（＜＜Ｐ）を減算して、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを微小量減少側に更新し（ＡＬＰＨＡ＝ＡＬＰＨＡ−Ｉ）、本ルーチンを終了する。
このようにして、図６に示すように、上流側空燃比センサ２５の出力電圧Ｖ１の変化に従って、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡが増減設定され、リッチ時には空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡが減少せしめられて、燃料噴射量Ｔｉが減少側に補正され、逆にリーン時には空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡが増大せしめられて、燃料噴射量Ｔｉが増大側に補正されることで、目標空燃比（ストイキ）に制御される。ここでのステップ分補正値ＰＨＯＳの効果については後述する。
【００２４】
図４はステップ分補正値（ＰＨＯＳ）演算ルーチンを示し、所定時間毎に実行される。本ルーチンが空燃比フィードバック補正係数に対する補正値（ステップ分補正値ＰＨＯＳ）の演算手段に相当する。
Ｓ２１では、下流側空燃比センサ２６の出力電圧Ｖ２を読込んで、ストイキ相当のスライスレベル電圧ＳＬと比較し、Ｖ２＜ＳＬの場合は下流側リーンと判定してＳ２２へ進み、Ｖ２＞ＳＬの場合は下流側リッチと判定してＳ２６へ進む。
【００２５】
〔下流側リーンの場合〕
Ｓ２２では、リッチからリーンへの反転直後か否かを判定し、反転直後の場合はステップ制御のためＳ２３へ進む。
Ｓ２３では、現在のステップ分補正値ＰＨＯＳに所定のステップ分ΔＰを加算して、ステップ分補正値ＰＨＯＳを増大側に更新し（ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ＋ΔＰ）、本ルーチンを終了する。
【００２６】
下流側リーンであるが、反転直後でない場合は、Ｓ２２から、積分制御のためＳ２４へ進む。
Ｓ２４では、エアフローメータ２２により検出される吸入空気流量Ｑａに基づいて、図７及び図８のテーブルを参照し、基本積分分ΔＩ及び積分分補正係数ＫＨＯＳｍを検索する。
【００２７】
図７のテーブルは、ＲＯＭ上に設けられ、排気流量相当値である吸入空気流量Ｑａの領域毎に、基本積分分ΔＩを予め記憶させたもので、吸入空気流量Ｑａが大きくなるほど基本積分分ΔＩが小さくなるようにしてある。
図８のテーブルは、書換え可能なＲＡＭ上に設けられ、排気流量相当値である吸入空気流量Ｑａの領域毎に、積分分補正係数ＫＨＯＳｍを記憶させたもので、学習前の初期状態では全てＫＨＯＳｍ＝１となっている。尚、このＲＡＭに対してはバックアップ電源回路を設けてエンジンキーＯＦＦ後も記憶内容を保持している。
【００２８】
次のＳ２５では、現在のステップ分補正値ＰＨＯＳに、所定の積分分ΔＩ（＜＜ΔＰ）、ここでは特に基本積分分ΔＩに補正係数ＫＨＯＳｍを乗じた値（ΔＩ×ＫＨＯＳｍ）を加算して、ステップ分補正値ＰＨＯＳを次式のごとく微小量増大側に更新し、本ルーチンを終了する。
ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ＋ΔＩ×ＫＨＯＳｍ
従って、下流側リーンの場合、ステップ分補正値ＰＨＯＳは次第に増大されて、プラスの値となり、図３のフローのＳ１４での上流側リーン時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの増大側へ更新が増強される一方、Ｓ１８での上流側リッチ時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの減少側への更新が抑制されることから、制御空燃比をリッチ側にシフトすることができる。
【００２９】
〔下流側リッチの場合〕
Ｓ２６では、リーンからリッチへの反転直後か否かを判定し、反転直後の場合はステップ制御のためＳ２７へ進む。
Ｓ２７では、現在のステップ分補正値ＰＨＯＳから所定のステップ分ΔＰを減算して、ステップ分補正値ＰＨＯＳを次式のごとく減少側に更新し（ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ−ΔＰ）、本ルーチンを終了する。
【００３０】
下流側リッチであるが、反転直後でない場合は、Ｓ２６から、積分制御のためＳ２８へ進む。
Ｓ２８では、エアフローメータ２２により検出される吸入空気流量Ｑａに基づいて、図７及び図８のテーブルを参照し、基本積分分ΔＩ及び積分分補正係数ＫＨＯＳｍを検索する。
【００３１】
次のＳ２９では、現在のステップ分補正値ＰＨＯＳから、所定の積分分ΔＩ（＜＜ΔＰ）、ここでは特に積分分ΔＩを補正係数ＫＨＯＳｍを乗じた値（ΔＩ×ＫＨＯＳｍ）を減算して、ステップ分補正値ＰＨＯＳを次式のごとく微小量減少側に更新し、本ルーチンを終了する。
ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ−ΔＩ×ＫＨＯＳｍ
従って、下流側リッチの場合、ステップ分補正値ＰＨＯＳは次第に減少されて、マイナスの値となり、図３のフローのＳ１４での上流側リーン時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの増大側へ更新が抑制される一方、Ｓ１８での上流側リッチ時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの減少側への更新が増強されることから、制御空燃比をリーン側にシフトすることができる。
【００３２】
このようにして、図６に示すように、下流側空燃比センサ２６の出力電圧Ｖ２の変化に従って、ステップ分補正値ＰＨＯＳが増減設定され、空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの設定に反映されることで、上流側空燃比センサ２５のばらつきや劣化による制御空燃比のシフトを修正することにより、空燃比が常に最適に維持される。ここでのΔＩ、ＫＨＯＳｍの効果については後述する。
【００３３】
図５は積分分補正係数（ＫＨＯＳｍ）学習ルーチンを示し、所定の条件にて実行される。本ルーチンが空燃比フィードバック補正係数に対する補正値（ステップ分補正値ＰＨＯＳ）演算用のゲイン（ΔＩ）を補正するための補正係数（積分分補正係数ＫＨＯＳｍ）を設定する手段に相当する。
Ｓ３１では、下流側空燃比センサ２６の出力電圧Ｖ２がスライスレベル電圧ＳＬを下から上によぎって、リーン→リッチに変化したか否かを判定し、リーン→リッチ時の場合に、Ｓ３２へ進む。
【００３４】
Ｓ３２では、計時用のタイマをスタートさせる。
次のＳ３３では、カウント値ｎを１とし、また吸入空気流量積算値ΣＱａをクリアして、Ｓ３４へ進む。
Ｓ３４では、エアフローメータ２２により検出される吸入空気流量Ｑａをサンプリングし、これを積算して、吸入空気流量積算値ΣＱａを求める（ΣＱａ＝ΣＱａ＋Ｑａ）。
【００３５】
Ｓ３５では、下流側空燃比センサ２６の出力電圧Ｖ２が再びスライスレベル電圧ＳＬを下から上によぎって、リーン→リッチに変化したか否かを判定し、リーン→リッチ時でない場合は、Ｓ３４へ戻り、吸入空気流量Ｑａの積算（ΣＱａの算出）を続ける。リーン→リッチ時になった場合は、Ｓ３６へ進む。
Ｓ３６では、カウント値ｎが予め定めた値Ａに達しているか否かを判定し、ｎ＜Ａの場合は、Ｓ３７へ進み、カウント値ｎをカウントアップして（ｎ＝ｎ＋１）、Ｓ３４へ戻り、吸入空気流量Ｑａの積算（ΣＱａの算出）を続ける。
【００３６】
ｎ＝Ａの場合、すなわち、リッチ・リーンの反転回数がＡ回に達した場合は、Ｓ３８へ進む。
Ｓ３８では、タイマをストップし、このときのタイマ値をＴ１として読込む。Ｔ１はリッチ・リーンの反転回数がＡ回に達するまでに要した時間である。
次のＳ３９では、時間Ｔ１を回数Ａで除することにより、平均値として、反転周期Ｔ２＝Ｔ１／Ａを求める。
【００３７】
次のＳ４０では、吸入空気流量積算値ΣＱａを時間Ｔ１で除することにより、平均吸入空気流量Ｑａ（ａｖｅ）　＝ΣＱａ／Ｔ１を求める。
次のＳ４１では、Ｓ３９で検出した実際の反転周期Ｔ２と、予め定めた目標反転周期Ｔ０との比率をとり（Ｔ２／Ｔ０）、これに応じて、図９のテーブルを参照し、積分分補正係数ＫＨＯＳを検索する。
【００３８】
図９のテーブルは、ＲＯＭ上に設けられている。ここで、Ｔ２／Ｔ０が１より大きく、実際の反転周期Ｔ２が目標反転周期Ｔ０に対して長すぎる場合、積分ゲインを大きくするように、積分分補正係数ＫＨＯＳを１より大きく設定する。逆に、Ｔ２／Ｔ０が１より小さく、実際の反転周期Ｔ２が目標反転周期Ｔ０に対して短すぎる場合、積分ゲインを小さくするように、積分分補正係数ＫＨＯＳを１より小さく設定する。
【００３９】
次のＳ４２では、図８の学習テーブル（吸入空気流量Ｑａに対応させて積分分補正係数ＫＨＯＳｍの学習値を記憶させたテーブル）を参照し、平均吸入空気流量Ｑａ（ａｖｅ）　より、対応する現在の積分分補正係数ＫＨＯＳｍを読出す。
次のＳ４３では、次式のごとく、現在の積分分補正係数ＫＨＯＳｍと今回の積分分補正係数ＫＨＯＳとの加重平均をとって、積分分補正係数ＫＨＯＳｍを更新する。
【００４０】
ＫＨＯＳｍ＝ＫＨＯＳｍ×（１−ａ）＋ＫＨＯＳ×ａ
但し、ａは定数で、０＜ａ＜１である。
更新された積分分補正係数ＫＨＯＳｍは、図８の学習テーブルの対応する吸入空気流量の領域に書込まれ、これにより本ルーチンが終了する。
従って、Ｔ２／Ｔ０が１より大きく、実際の反転周期Ｔ２が目標反転周期Ｔ０に対して長すぎる場合、積分ゲインを大きくするように、積分分補正係数ＫＨＯＳｍが１より大きく学習される。これにより、図５のフローのＳ２５又はＳ２９でのステップ分補正値ＰＨＯＳの更新に際し、ステップ分補正値ＰＨＯＳに加算又は減算される積分分（ΔＩ×ＫＨＯＳｍ）が大きくなり、積分ゲインの増大により、反転周期Ｔ２が短くなるように制御されて、目標値に収束する。
【００４１】
また、Ｔ２／Ｔ０が１より小さく、実際の反転周期Ｔ２が目標反転周期Ｔ０に対して短すぎる場合、積分ゲインを小さくするように、積分分補正係数ＫＨＯＳｍが１より小さく学習される。これにより、図５のフローのＳ２５又はＳ２９でのステップ分補正値ＰＨＯＳの更新に際し、ステップ分補正値ＰＨＯＳに加算又は減算される積分分（ΔＩ×ＫＨＯＳｍ）が小さくなり、積分ゲインの減少により、反転周期Ｔ２が長くなるように制御されて、目標値に収束する。
【００４２】
また、基本積分分ΔＩについては、図７のテーブルに示したように、排気流量相当値である吸入空気流量Ｑａが大きくなるほど小さくなるようにしてある。これは、排気流量が大きくなるほど、触媒のＯ２ストレージの低下が早くなって、下流側空燃比センサ２６のリッチ・リーンの反転周期が短くなるという事実に基づき、排気流量（吸入空気流量Ｑａ）が大きくなるほど積分ゲインを小さくして、リッチ・リーンの反転周期の短縮化を抑制するためである。
【００４３】
次に本発明の効果を図１０により説明する。
図１０（ａ）は、触媒劣化のない新品時の状態を示す。下流側空燃比センサ２６の出力Ｖ２がスライスレベルを下回ると、空燃比はリーンであるため、下流側空燃比センサ２６による補正値（ＰＨＯＳ）が燃料噴射量増大側すなわちプラス側にステップ的に増加し、その後積分分を加えて増加していく。次に、出力Ｖ２がスライスレベルを超えると、空燃比はリッチであるため、ＰＨＯＳはマイナス側へ減少していく。このように、下流側空燃比センサ２６の出力がスライスレベルを境に反転を繰り返すことで、平均的に、触媒を通過する排気ガスの空燃比がストイキになるように制御でき、排気ガスは平均的に最適な空燃比で触媒を通過することができる。
【００４４】
但し、下流側空燃比センサ２６の出力Ｖ２がスライスレベルよりも小さい場合、この状態では排気ガスの空燃比がリーンであるため、ＮＯｘの転換効率が低下して、ＮＯｘが排出される。一方、下流側空燃比センサ２６の出力がスライスレベルよりも大きい場合、この状態では排気ガスの空燃比がリッチであるため、ＣＯ、ＨＣの転換効率が低下して、ＣＯ、ＨＣが排出される。
【００４５】
次に、触媒が劣化した状態の図１０（ｂ）について説明する。触媒が劣化した場合、劣化していない場合に比べ、触媒の持つＯ２ストレージ量が低下するため、図１０（ｂ）に示すように、下流側空燃比センサ２６の出力の反転周期が短くなり、単位時間当たりの反転回数が増える。反転回数が増えると、上述した、触媒通過排気ガスのリッチ及びリーンの頻度が増加することになり、排気エミッションがは悪化することになる。従って、触媒が劣化した場合、反転回数を抑えることで、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００４６】
本発明は、上記に鑑みて、下流側空燃比センサ２６の出力の反転周期をモニターし、必要以上に反転周期が長いときは、ＰＨＯＳのゲインを小さくし、目標反転周期になるように制御することで、排気エミッションの悪化を防止することができる。
また、下流側空燃比センサ２６の出力の反転周期は、触媒を通過する排気ガスの流量が大きいほど、触媒のＯ２ストレージの低下が早くなって、短くなるため、排気流量相当値である吸入空気流量Ｑａに応じてＰＨＯＳのゲインを予め補正することで、常に最適な空燃比制御を実現できる。
【００４７】
本実施形態によれば、下流側空燃比センサ２６の信号に基づいてエンジンへの燃料供給量に対する補正値（ＰＨＯＳ）を演算して制御する場合に、下流側空燃比センサ２６の信号のリッチ・リーンの反転周期が一定となるように前記補正値（ＰＨＯＳ）演算用のゲイン（ΔＩ）を補正することにより、触媒の劣化状態によらず、リッチ・リーンの反転周期が一定となるように制御されるので、排気エミッションの悪化を防止できる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、上流側空燃比センサ２５の信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数（ＡＬＰＨＡ）を演算する一方、下流側空燃比センサ２６の信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数に対する補正値（ＰＨＯＳ）を演算するいわゆるデュアル空燃比センサシステムに適用することで、上流側空燃比センサ２５による制御空燃比のシフトの修正を十分に行うことができると共に、排気エミッションの悪化を防止できる。但し、本発明は、特開平５−１６００号公報に示されるような、触媒下流側のみに空燃比センサを設置した構成の場合にも、効果を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、下流側空燃比センサ２６の信号のリッチ・リーンの反転周期（Ｔ２）と、予め定めた目標反転周期（Ｔ０）との比率に応じて、補正係数（積分分補正係数ＫＨＯＳ）を設定し、これにより前記補正値算出用のゲイン（ΔＩ）を補正することにより、特に、実際の反転周期の方が大きいときは、前記ゲイン（ΔＩ）を大側に補正し、実際の反転周期の方が大きいときは、前記ゲイン（ΔＩ）を小側に補正することにより、リッチ・リーンの反転周期を確実に略一定に制御できる。尚、比率を用いる代わりに偏差を用いても同等の効果が得られる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、前記補正係数（ＫＨＯＳ）は、排気流量（Ｑａ）の領域毎に設定することで、排気流量の変化にかかわらず、リッチ・リーンの反転周期を確実に略一定に制御できる。
また、本実施形態によれば、前記ゲインの基本値（ΔＩ）は、排気流量（Ｑａ）に応じて設定し、特に排気流量が大きいほど小さく設定することで、排気流量の変化による触媒のＯ２ストレージ能力の変化に確実に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】Ｔｉ演算ルーチンのフローチャート
【図３】ＡＬＰＨＡ演算ルーチンのフローチャート
【図４】ＰＨＯＳ演算ルーチンのフローチャート
【図５】ＫＨＯＳｍ学習ルーチンのフローチャート
【図６】ＡＬＰＨＡ及びＰＨＯＳのタイムチャート
【図７】ΔＩ設定テーブルを示す図
【図８】ＫＨＯＳｍ学習テーブルを示す図
【図９】ＫＨＯＳ設定テーブルを示す図
【図１０】反転周期とエミッションとの関係を示す図
【符号の説明】
１　エンジン
４　吸気通路
７　燃料噴射弁
９　排気通路
１２　排気浄化触媒
２０　ＥＣＵ
２５　上流側空燃比センサ
２６　下流側空燃比センサ

Claims (7)

1. 排気通路の排気浄化触媒の下流側に設けられた空燃比センサと、この下流側空燃比センサの信号に基づいて機関への燃料供給量に対する補正値を演算する手段とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、
   下流側空燃比センサの信号のリッチ・リーンの反転周期が一定となるように前記補正値演算用のゲインを補正する手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 排気通路の排気浄化触媒の上流側に設けられた空燃比センサと、この上流側空燃比センサの信号に基づいて機関への燃料供給量に対する空燃比フィードバック補正係数を演算する手段と、を備え、
   前記補正値演算手段は、下流側空燃比センサの信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数に対する補正値を演算することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 前記ゲイン補正手段は、下流側空燃比センサの信号のリッチ・リーンの反転周期と、予め定めた目標反転周期との比率又は偏差に応じて、補正係数を設定し、これにより前記補正値演算用のゲインを補正することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 前記ゲイン補正手段は、前記比率又は偏差から、実際の反転周期の方が大きいときは、前記ゲインを大側に補正し、実際の周期の方が小さいときは、前記ゲインを小側に補正することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の空燃比制御装置。
5. 前記補正係数は、排気流量の領域毎に設定することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の内燃機関の空燃比制御装置。
6. 前記ゲインの基本値は、排気流量に応じて設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
7. 前記ゲインの基本値は、排気流量が大きいほど小さく設定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。

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